Argiaren fotoiak, hots informazioa garraiatzen dutenak, eta dispositibo elektronikoen miniaturizatuen elektroien arteko informazio elkartrukatzea erronka teknologiko handia da, baina badirudi hemendik aurrera irtenbide bat aurkitu zaiola nazioarteko ikertzaile lan talde batek egindako proposamenari esker. Elkarlan honetan parte hartu dute, Donostiako Materialen Fisika Zentroak (CSIC-UPV/EHU) eta Donostia International Physics Center-ek (DIPC), Orsay-eko Zientzia Molekularren Institutoak (Frantzia), Los Andes-eko Unibertsitatea (Colombia) eta Houston-eko Nanofotonikako Laborategiak (EEBB).

Denok pairatu izan dugu noizbait ezintasun sentsazio hori hizkuntza bera hitz egiten ez dugun norbaitekin ulertarazi nahian ibili garenean. Ba, egoera berdina jasaten dute argiaren fotoiek eta dispositibo elektroniko ugariren elektroiek. Hizkuntza ezberdinak hitz egiten dituzte, nahiz eta ulertzera behartuak dauden. Argia, egungo komunikazioetan informazioa igortzeko erabilia, bide azkar eta fidagarria da horretarako. Hala ere, informazio fotoniko hori ondoren prozesatua eta erabilia izan behar da miniaturizatutako osagai elektronikoen elektroien bidez, esaterako, nanometro gutxi batzuk neurtzen dituzten garaiko transistoreetan. Fotoiek eta elektroiek dituzten abiadura eta neurri erregimen ezberdinak direla eta, haien artean informazioa transferitzerakoan arazoak sortzen dira. Babel dorre ñimiño batean egongo balira bezala. Fotoiari lotuta dauden eremu elektrikoek oso azkar oszilatzen dute (mila bilioi aldiz segundoko gutxi gora-behera), era berean, uhin guztiak bezalaxe, difrakzio-limite izeneko efektuaren ondorioz espazioan zehar zabaldu eta barreiatzen dira. Bestalde, eremu estatiko, hots eremu konstantek bultzatuta, elektroiak askoz mantsoago mugitzen dira eta espazio askoz ere murriztuagoan. Fotoiak eta elektroiak dimentsio txiki hauetan behar bezala elkar komunikatzeko ezintasuna botila-lepo teknologiko bat da gaur egun.

Science Advances 

Nazioarteko ikerketa taldeak aurkeztu duen proposamen kontzeptuala, Science Advances aldizkarian argitaratu berri dutena, elektroiek metalezko barrunbe nanometriko batean duten garraio kuantiko erregimena ustiatzean datza. Irudika daiteke barrunbe hau "nanoareto" bat bezala, non elektroiek eta fotoiek elkar topo egiten duten hizkuntza berdina erabiliz, eta haien artean informazioa arin eta eraginkortasunez partekatzea lortzen dutelarik. Nano-barrunbe honetan, fotoiak, elektroien dimentsio edo neurri berdinean harrapaturik geratzen dira, "plasmoi" izeneko materiaren elektroien kitzikapen kolektiboari esker. Plasmoi honek argia "areto ñimiño" horretan "harrapatzen" laguntzen du. Ikerketa honek era berean proposatzen du, "harrapatutako argia"-ren bizitasuna nano-barrunbearen bi elektrodoen artean induzitzen den korronte estatikoaren menpekoa dela. Hau da, tunel efektua dela eta elektroiak pareta batetik bestera igaro daitezkeelako, "nanoaretoa"-ren pareten artean sortzen den korrontearen menpekoa. Javier Aizpurua, Materialen Fisika Zentroko zuzendaria eta DIPCko kidearen hitzetan: "Elektroiak eta fotoiak gela txiki-txiki batean elkarrekin jartzea bezala da, eta bertan argiaren fotoiak piztu edo itzali egiten dira, elektroiak gelatxoaren paretetan errebotatuz mugitzen diren bai ala ez. Harrapaturiko mugimenduaren baitako solasaldi bat da nanoeskalan".

Argiaren oszilazio azkarren piztu-itzali horren korronte elektriko estatikoen bidezko kontrola, miniaturizazio maila horrekin soilik da posible, harrapaturiko argiak elektroien tunel kuantikoarekin nano-barrunbearen bidez duen menpekotasuna dela eta. Lehen aldiz, Andrei Borisov-ek Parisen eta Javier Aizpuruak Donostian zuzendutako ikerketa taldeak, Euskal Herriko Unibertsitateko (UPV/EHU) beste lankiderekin, Pedro Miguel Echenique eta Andrey Kazansky-rekin, Ikerbasque-ko ikerkuntza irakaslea, besteak beste, proposatu du konponbide teknologiko bat nanoeskalako modulatzaile elektrooptiko bat sortzeko. Fotoi eta elektroientzako "google nano-itzultzaile" moduko bat hain zuzen. Lan honetan aurkeztutakoa aurrera eramateko baldintza oso zehatzak behar dira. Argia harrapatuta geratuko den nano-barrunbearen fabrikazioa ikaragarri zehatza behar du eta aldi berean barrunbearen elektrodoen artean kanpo potentzial zeharo zehatza ezarri behar da tunel korrontea kontrolatu ahal izateko.  Soilik baldintza hauek betez gero, lor daiteke modulazio elektrooptikoa nanoeskalan.

Modulazio maila hobetu daiteke etorkizunean sofistikazio handiagoko diseinuen bitartez, baina nanoeskalako kontzeptu elektrooptiko honek berak bide berriak irekitzen ditu informazio teknologia berriak garatu ahal izateko, non elektroi eta fotoiak azkarrago komunikatu daitezkeen, era konpaktuago batean, beraz, energia gutxiago xahutuz elkartrukatutako informazio bit bakoitzeko.

Argitalpen erreferentzia

Active quantum plasmonics.
D. C. Marinica, M. Zapata, P. Nordlander, A. K. Kazansky, P. M. Echenique, J. Aizpurua, and A. G. Borisov.
Science Advances 1 (2015)
DOI: http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.1501095

Irudia (DIPC): Itxurazko nanoareto baten eskema. Bertan argiaren fotoiak (ħ) eta elektroiak (e-) harrapaturik geratzen dira informazioa elkartrukatzeko solasaldia eratuz. Nanoaretoa barrunbe plasmoniko bat da, bertan elektroiek alde batetik bestera errebotatzen dute tunel efektuari esker, aldi berean bertan harrapaturik dauden fotoien intentsitatea kontrolatuz